DE102017108007B4

DE102017108007B4 - Verfahren zum Betrieb einer DeNOx-Sprühanlage zur Behandlung von Rauchgasen und DeNOx-Sprühanlage

Info

Publication number: DE102017108007B4
Application number: DE102017108007.4A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Tepe
Original assignee: Rosink-Werkstatten GmbH; Rosink Werkstaetten GmbH
Current assignee: Rosink-Werkstatten GmbH; Rosink Werkstaetten GmbH
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2037-04-14
Also published as: DE102017108007A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer DeNOx-Sprühanlage zur Behandlung von Rauchgasen innerhalb eines Rauchgaskanals einer Verbrennungsanlage, wobei ein mit Sprühdüsen versehener Düsenkopf verwendet wird, der am Ende einer Zuführungsleitung zur Zuführung von DeNOx-Behandlungsflüssigkeit sitzt, die Zuführungsleitung mit dem an ihrem unteren Ende angeordneten Düsenkopf von oben in den Rauchgaskanal abgesenkt wird und die Zuführungsleitung in Abhängigkeit von dem in dem Rauchgaskanal herrschenden jeweiligen Temperaturgefälle in der Höhe eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuführungsleitung ein Schlauch-im-Schlauch-System oder Rohr-im-Rohr-System verwendet wird, dass die DeNOx-Behandlungsflüssigkeit durch die innere Leitung zugeführt wird und dass ein überschüssiger Anteil der Behandlungsflüssigkeit, der nicht durch die Sprühdüsen austritt, durch die äußere Leitung zurückgeführt wird, um das Leitungssystem zu kühlen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer DeNOx-Sprühanlage zur Behandlung von Rauchgasen innerhalb eines Rauchgaskanals einer Verbrennungsanlage, wobei ein mit Sprühdüsen versehener Düsenkopf verwendet wird, der am Ende einer Zuführungsleitung zur Zuführung von DeNOx-Behandlungsflüssigkeit sitzt, die Zuführungsleitung mit dem an ihrem unteren Ende angeordneten Düsenkopf von oben in den Rauchgaskanal abgesenkt wird und die Zuführungsleitung in Abhängigkeit von dem in dem Rauchgaskanal herrschenden jeweiligen Temperaturgefälle in der Höhe eingestellt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Beim Betrieb von Verbrennungsanlagen entstehen Schadstoffe, insbesondere Stickoxide, die zusammen mit den Rauchgasen in die Atmosphäre gelangen. Durch die Reaktion der Stickoxide mit anderen Atmosphärenbestandteilen entsteht unter anderem Smog und Niederschlag in Form von saurem Regen. Um die Stickoxide aus den Rauchgasen der Verbrennungsanlagen zu beseitigen, ist es bereits bekannt, den Rauchgasen in Wasser gelösten Ammoniak (NH₃), Harnstoff (CH₄N₂O) etc. zuzugeben. Die Zugabe erfolgt mit Hilfe von Lanzen, die durch seitliche Öffnungen in den Rauchgaskanal eingeschoben werden. Um eine optimale Wirkung zu erzielen, muss die DeNOx-Behandlungsflüssigkeit in bestimmte Temperaturbereiche der Rauchgase eingesprüht werden. Es ist daher erforderlich, die Lanzen je nach der gemessenen Rauchgastemperatur in verschiedener Höhe des Rauchgaskanals in die Rauchgase zu versprühen. Dazu ist nicht nur ein erheblicher Vorrichtungsaufwand, sondern auch ein großer Bedienungsaufwand erforderlich.
Aus der DE 37 22 523 C1 ist eine Feuerungsanlage mit Einrichtungen zum Einblasen von Ammoniak zur selektiven nicht-katalytischen Rauchgasentstickung bekannt. In dieser Feuerungsanlage wird ein Lanzenstock verwendet, der an seinem unteren Ende mehrere Austrittsdüsen aufweist. Der Lanzenstock ist in dem Rauchgaskanal vertikal verschieblich gelagert, so dass der Höhenbereich der Ammoniakzufuhr an den jeweiligen Bedarf angepasst werden kann.
Ferner sind aus der DE 10 2010 050 334 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur nicht-katalytischen Entstickung von Abgasen von Verbrennungsanlagen bekannt. Bei der dort beschriebenen Anlage wird ein Düsenstock, der mit Austrittsdüsen für eine Behandlungsflüssigkeit versehen ist, vertikal innerhalb des Rauchgaskanals verschoben. Bei drohender Überschreitung der Siedetemperatur der in dem Düsenstock vorhandenen Flüssigkeit wird die zugeführte Wassermenge erhöht, die dann ebenfalls mit in den Rauchgaskanal abgegeben wird. Durch die Erhöhung der Wassermenge wird das Mischungsverhältnis der Behandlungsflüssigkeit verändert, so dass keine optimale Entstickung der Abgase erfolgen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches einfach durchführbar und mit geringem Bedienungsaufwand betrieben werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 gelöst, und zwar dadurch, dass als Zuführungsleitung ein Schlauch-im-Schlauch-System oder Rohr-im-Rohr-System verwendet wird, dass die DeNOx-Behandlungsflüssigkeit durch die innere Leitung zugeführt wird und dass ein überschüssiger Anteil der Behandlungsflüssigkeit, der nicht durch die Sprühdüsen austritt, durch die äußere Leitung zurückgeführt wird, um das Leitungssystem zu kühlen.
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Austrittsvolumen der DeNOx-Behandlungsflüssigkeit aus den Sprühdüsen des Düsenkopfes sowie die zur Kühlung des Leitungssystems dienende Rückstrommenge an den jeweiligen Bedarf angepasst werden.
Die Zuführungsleitung wird vorzugsweise von der Decke des Rauchgaskanals eingebracht, wobei die Zuführungsleitung, sofern diese als Schlauch-im-Schlauch-System ausgebildet ist, durch Auf- und Abwickeln in der Höhe des Rauchgaskanals optimal platziert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruchs 4 gekennzeichnet, und zwar dadurch, dass die Zuführungsleitung ein Schlauch-im-Schlauch-System oder Rohr-im-Rohr-System ist, dass die innere Leitung zur Zuführung der DeNOx-Behandlungsflüssigkeit dient und dass die äußere Leitung zur Rückführung der überschüssigen DeNOx-Behandlungsflüssigkeit verwendet wird, die nicht aus den Sprühdüsen des Düsenkopfs ausgetreten ist.
Die Höhenlage des Düsenkopfs kann in Abhängigkeit von dem Temperaturgefälle innerhalb des Rauchgaskanals gezielt eingestellt werden.
Vorzugsweise sind die Sprühdüsen in gleichmäßigen Abständen rund um den Düsenkopf verteilt angeordnet, sodass während des Sprühvorgangs keine Auslenkung des Düsenkopfs aus der Senkrechten zu befürchten ist.
Die innere Leitung des Leitungssystems mündet zweckmäßig in einen in dem Düsenkopf vorgesehenen Verteilerraum, der mit den Sprühdüsen verbunden ist.
Der Verteilerraum kann durch eine Trennwand von der äußeren Leitung abgetrennt sein, wobei die Trennwand mit Überströmöffnungen versehen ist.
Die Überströmöffnungen können derart variierbar sein, dass die Durchtrittsmenge der DeNOx-Behandlungsflüssigkeit je nach Bedarf einstellbar ist.
Zur Einstellung der Durchtrittsmenge sind die Überströmöffnungen mit einem Verschlusskörper kombiniert, mit dem die Überströmöffnungen mehr oder weniger abdeckbar sind.
Der Verschlusskörper kann mittels einer spannbaren Druckfeder gegen die Überströmöffnungen andrückbar sein, sodass das Austrittsvolumen an den Sprühdüsen und die Rückstrommenge an den jeweiligen Bedarf angepasst werden kann.
Die Vorspannung des Verschlusskörpers kann derart erzielt werden, dass der Verschlusskörper längsverschieblich auf der inneren Leitung geführt ist, dass die Druckfeder als Schraubenfeder ausgebildet ist, die innere Leitung umgreift und gegen den Verschlusskörper anliegt und dass die Spannung der Schraubenfeder mittels einer Stellmutter variierbar ist, sodass der Verschlusskörper mehr oder weniger stramm gegen die in der Trennwand vorgesehenen Überströmöffnungen andrückbar ist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt und im Nachfolgenden im Einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
In der einzigen Figur ist ein Düsenkopf 1 dargestellt, der am unteren Ende einer Zuführungsleitung 3 für eine DeNOx-Behandlungsflüssigkeit befestigt ist. Die Zuführungsleitung 3 ist als Schlauch-im-Schlauch oder Rohr-im-Rohr ausgebildet und wird zusammen mit dem Düsenkopf 1 von der Decke des Rauchgaskanals eingebracht und kann vorzugsweise über Auf- bzw. Abwickeln des Schlauchsystems oder durch Auf- und Abwärtsbewegen des Rohrsystems in der Höhe des Rauchgaskanals optimal plaziert werden.
Die Auswahl der entsprechenden Höhe, in der der Düsenkopf 1 die DeNOx-Behandlungsflüssigkeit in die Rauchgase einsprüht, kann durch Messung des Temperaturgefälles innerhalb des Rauchgaskanals automatisch erfolgen.
Der Düsenkopf 1 ist mit Sprühdüsen 2 versehen, die in gleichmäßigen Abständen rund um seinen Umfang verteilt angeordnet sind. Dabei können vier um jeweils 90° angeordnete Sprühdüsen 2 oder auch acht um jeweils 45° versetzt angeordnete Sprühdüsen vorgesehen sein. Aufgrund dieser vorteilhaften Anordnung der Sprühdüsen erfolgt nach allen Seiten ein gleichmäßiger Reaktionsdruck, sodass der Düsenkopf beim Versprühen der DeNOx-Behandlungsflüssigkeit nicht aus der Senkrechten ausgelenkt wird.
Durch die Verwendung eines Schlauch-im-Schlauch-Systems bzw. Rohr-im-Rohr-Systems liegt eine innere Leitung 4 sowie eine äußere Leitung 5 vor, wobei die äußere Leitung 5 die innere Leitung 4 konzentrisch umgibt. Die innere Leitung 4 dient dabei zur Zuführung der DeNOx-Behandlungsflüssigkeit zu den Sprühdüsen 2 und mündet in einen Verteilerraum 6. Dieser ist mit den Sprühdüsen 2 verbunden, sodass bei Beaufschlagung des Verteilerraums 6 mit DeNOx-Behandlungsflüssigkeit diese durch die rund um den Düsenkopf 1 angeordneten Sprühdüsen 2 austreten kann.
Der Verteilerraum 6 ist durch eine Trennwand 7 von der äußeren Leitung 5 abgeschirmt, wobei eine Verbindung nur dadurch erzeugt wird, dass die Trennwand Überströmöffnungen 8 aufweist.
Die Durchtrittsbereiche durch die Überströmöffnungen 8 sind dabei derart variierbar, dass die Durchtrittsmenge der DeNOx-Behandlungsflüssigkeit einstellbar ist. Zu diesem Zweck sind die Überströmöffnungen 8 mit einem Verschlusskörper 9 kombiniert, der an seiner Unterseite mit Abdeckstopfen 12 versehen ist, wobei jeder Abdeckstopfen 12 einer Überströmöffnung 8 zugeordnet ist.
Der mit dem Abdeckstopfen 12 versehene Verschlusskörper 9 wird mittels einer spannbaren Druckfeder 10 an die Überströmöffnungen 8 angedrückt. Die Druckfeder 10 ist dabei als Schraubenfeder ausgebildet, die die innere Leitung 4 umgreift und von oben her gegen den längsverschieblich auf der inneren Leitung 4 geführten Verschlusskörper 9 drückt. Mittels einer Stellmutter 11, die auf einem auf der inneren Leitung 4 ausgebildeten Gewinde sitzt, kann die Druckfeder 10 eingestellt werden, sodass der Verschlusskörper 9 mehr oder weniger stramm gegen die in der Trennwand 7 vorgesehenen Überströmöffnungen 8 drückt. Durch entsprechende Einstellung der Anpresskraft, mit der die Druckfeder 10 gegen den Verschlusskörper 9 drückt, kann das Austrittsvolumen an den Sprühdüsen 2 sowie die Rückstrommenge durch die äußere Leitung 5 den entsprechenden Betriebsbedingungen angepasst werden. Die durch die äußere Leitung 5 rückströmende DeNOx-Behandlungsflüssigkeit wird in einen in der Zeichnung nicht dargestellten Vorratstank zurückgepumpt und kühlt dabei gleichzeitig die gesamte Zuführungsleitung 3.
Die erfindungsgemäße DeNOx-Sprühanlage weist somit eine verlängerte Lebensdauer auf und ist bei geringem Vorrichtungsaufwand sehr einfach zu handhaben und ohne weiteres automatisch zu betreiben.
Bezugszeichenliste

1: Düsenkopf
2: Sprühdüsen
3: Zuführungsleitung
4: innere Leitung
5: äußere Leitung
6: Verteilerraum
7: Trennwand
8: Überströmöffnungen
9: Verschlusskörper
10: Druckfeder
11: Stellmutter
12: Abdeckstopfen

Claims

Verfahren zum Betrieb einer DeNOx-Sprühanlage zur Behandlung von Rauchgasen innerhalb eines Rauchgaskanals einer Verbrennungsanlage, wobei ein mit Sprühdüsen versehener Düsenkopf verwendet wird, der am Ende einer Zuführungsleitung zur Zuführung von DeNOx-Behandlungsflüssigkeit sitzt, die Zuführungsleitung mit dem an ihrem unteren Ende angeordneten Düsenkopf von oben in den Rauchgaskanal abgesenkt wird und die Zuführungsleitung in Abhängigkeit von dem in dem Rauchgaskanal herrschenden jeweiligen Temperaturgefälle in der Höhe eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuführungsleitung ein Schlauch-im-Schlauch-System oder Rohr-im-Rohr-System verwendet wird, dass die DeNOx-Behandlungsflüssigkeit durch die innere Leitung zugeführt wird und dass ein überschüssiger Anteil der Behandlungsflüssigkeit, der nicht durch die Sprühdüsen austritt, durch die äußere Leitung zurückgeführt wird, um das Leitungssystem zu kühlen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Austrittsvolumen der DeNOx-Behandlungsflüssigkeit aus den Sprühdüsen des Düsenkopfes sowie die zur Kühlung des Leitungssystems dienende Rückstrommenge an den jeweiligen Bedarf angepasst werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsleitung von der Decke des Rauchgaskanals eingebracht wird und dass die Zuführungsleitung, sofern diese als Schlauch-im-Schlauch-System ausgebildet ist, durch Auf- und Abwickeln in der Höhe des Rauchgaskanals optimal platziert wird.
DeNOx-Sprühanlage zur Behandlung von Rauchgasen innerhalb eines Rauchgaskanals zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein mit Sprühdüsen (2) versehener Düsenkopf (1) vorhanden ist, der Düsenkopf (1) am unteren Ende einer Zuführungsleitung (3) für DeNOx-Behandlungsflüssigkeit sitzt und die Zuführungsleitung (3) mit dem mit ihr verbundenen Düsenkopf (1) von oben in den Rauchgaskanal eingeführt und in der Höhe des Rauchgaskanals verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsleitung (3) ein Schlauch-im-Schlauch-System oder Rohr-im-Rohr-System ist, dass die innere Leitung (4) zur Zuführung der DeNOx-Behandlungsflüssigkeit dient und dass die äußere Leitung (5) zur Rückführung der überschüssigen DeNOx-Behandlungsflüssigkeit verwendet wird, die nicht aus den Sprühdüsen (2) des Düsenkopfs (1) ausgetreten ist.
DeNOx-Sprühanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenlage des Düsenkopfs (1) in Abhängigkeit von dem Temperaturgefälle innerhalb des Rauchgaskanals gezielt einstellbar ist.
DeNOx-Sprühanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Sprühdüsen (2) in gleichmäßigen Abständen rund um den Düsenkopf (1) angeordnet sind.
DeNOx-Sprühanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Leitung (4) in einen in dem Düsenkopf (1) vorgesehenen Verteilerraum (6) mündet, der mit den Sprühdüsen (2) verbunden ist.
DeNOx-Sprühanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerraum (6) durch eine Trennwand (7) von der äußeren Leitung (5) abgetrennt ist und dass die Trennwand (7) Überströmöffnungen (8) aufweist.
DeNOx-Sprühanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmöffnungen (8) derart variierbar sind, dass die Durchtrittsmenge der DeNOx-Behandlungsflüssigkeit einstellbar ist.
DeNOx-Sprühanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmöffnungen (8) mit einem Verschlusskörper (9) kombiniert sind, mit dem die Überströmöffnungen (8) mehr oder weniger abdeckbar sind.
DeNOx-Sprühanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (9) mittels einer spannbaren Druckfeder (10) gegen die Überströmöffnungen (8) andrückbar ist.
DeNOx-Sprühanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (9) längsverschieblich auf der inneren Leitung (4) geführt ist, dass die Druckfeder (10) als Schraubenfeder ausgebildet ist, die die innere Leitung (4) umgreift und gegen den Verschlusskörper (9) anliegt, und dass die Spannung der Schraubenfeder mittels einer Stellmutter (11) variierbar ist, sodass der Verschlusskörper (9) mehr oder weniger stramm gegen die in der Trennwand (7) vorgesehenen Überströmöffnungen (8) andrückbar ist.